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Aberrométrie et kératocône

Ces cartes OPD SCAN 3 ont été relevées chez un patient de 30 ans atteint de kératocône bilatéral. Le patient se frottait les yeux depuis l’adolescence (terrain atopique responsable d’un prurit oculaire chronique: les frottements oculaires suffisent à provoquer une déformation cornéenne marquée, qui est étiquetée « kératocône »). L’acuité visuelle corrigée en lunettes était de 10/10: le patient signalait l’impression d’une vision dédoublée, et l’impression que la vision « chutait » à la tombée de la nuit, avec des halos nocturnes.

Keratocone OPD SCAN 3 Overview

La carte « Overview » est une vue d’ensemble de l’oeil analysé. Elle permet d’apprécier la réfraction (correction lunettes) mesurée par l’instrument (encadré rouge), le degré d’astigmatisme irrégulier (encadré bleu), l’asphéricité cornéenne (encadré vert), et la répartition de l’astigmatisme (total, cornéen, interne) (encadré orange). Les cartes couleurs sont de gauche à droite : la carte OPD (réfraction dans la pupille), la carte topographique axiale, et la carte OPD interne (effet sur la réfraction des composants internes: face postérieure de la cornée, et cristallin)

Les aberrations optiques de haut degré sont élevées en présence d’un kératocône. Elles résultent essentiellement de la déformation de la surface cornéenne antérieure (asphérisation négative, asymétrie, hypercambrure paracentrale). La face postérieure subit également une déformation concomitante.Toutefois, le signe négatif de la différence d’indice entre stroma cornéen et humeur aqueuse attribue un rôle de compensation aux effets induits par la face antérieure (noter l’aspect opposé du déphasage dominé par les aberrations de type coma au niveau du front d’onde interne, vis à vis du front d’onde cornéen). L’adaptation d’une lentille rigide démasque parfois ce contingent interne d’aberrations de haut degré.

aberrations kératocone

Calcul des aberrations optiques totales (à gauche), cornéennes (au milieu), et internes (à droite). Sous chaque carte colorée (front d’onde limité aux aberrations de haut degré), figure un relevé des aberrations optiques regroupées en catégories principales. En encadré à droite des cartes de front d’onde figure la Point Spread Function (PSF, fonction d’étalement du point)

Il est possible d’afficher les valeurs RMS de chaque aberration optique (représentée par un terme = polynôme de Zernike). Noter l’élévation des aberrations de type coma, trefoil, classique dans le cas de la mesure d’un oeil atteint de kératocône.

keratocone HOA Zernike

Décomposition du front d’onde total, cornéen et interne (polynomes de Zernike). Le diamètre analysé est de 5.65 mm.

La qualité de l’image rétinienne peut être calculée à partir de ces données aberrométriques. L’image d’un point source sur la rétine (Point Spread Function) permet d’étudier la réduction du stigmatisme. La convolution de la PSF avec une image de référence fournit une représentation de l’image projetée sur la rétine par les dioptres oculaires. Elle permet d’objectiver l’existence d’une réduction du contraste des images, d’un dédoublement de celles-ci, etc. Ces manifestations sont fréquentes en cas de kératocône. La MTF est une courbe qui explore la réduction du contraste de l’image rétinienne, elle est représentée pour différents diamètres pupillaires: en cas de dilatation pupillaire, le taux des aberrations optique augmente et le contraste diminue.

Keratocone qualite optique convolution MTF

Evalutation de la qualité optique et de l’image rétinienne (contrastes, acuité)

Cette carte peut être recalculée pour montrer l’effet des seules aberrations de haut degré; il s’agit d’évaluer la qualité optique de l’oeil une fois la myopie et l’astigmatisme corrigés au mieux (avec les meilleures lunettes possibles). Même si l’on observe logiquement une amélioration notable de la qualité optique de l’oeil étudié, l’effet de l' »astigmatisme irrégulier  » (aberrations de haut degré) demeure, et doit être rapproché des plaintes visuelles du patient (sensation d’une vision dédoublée et moins contrastée).

Keratocone qualite optique HOA MTF

Relevé de la qualité optique de l’œil pour les aberrations de haut degré seules (HOA)

En particulier, l’étude de ces symptômes peut être effectuée par une opération de convolution: il s’agit de calculer l’effet des aberrations de haut degré sur la vision du patient, en « convoluant » l’image de référence avec la PSF, elle même calculée à partir des aberrations de haut degré.

keratocone HOA convolution acuité

Il est intéressant de comparer à l’image de référence (oeil optiquement parfait) avec l’image convoluée (à droite). Noter la réduction du contraste, et le fait que l’image « bave » de manière oblique. Ce sont les aberrations de type coma, dont l’orientation épouse cette « déformation » de l’image (à l’inversion de l’image rétinienne près). Il est possible toutefois de reconnaître les lettres, au moins jusqu’à la ligne correspondant à l’acuité de 10/10. La réduction du contraste n’exclut pas la possibilité de reconnaissance des motifs, qui est facilitée par des facteurs cognitifs (reconnaissance de motifs dont on connait a priori les caractéristiques)

La représentation de l’étoile de Siemens (« Siemens star ») permet d’étudier de manière plus indépendante l’effet des aberrations optiques de haut degré sur les fréquences spatiales, en terme de contraste mais aussi de « phase » (décalage entre les secteurs noirs et blancs adjacents). La myopie et l’astigmatisme induisent des inversions de phase plus marqués sur certaines fréquences spatiales, ce qui rend l’image particulièrement brouillée. Voici une image « de référence » d’une Siemens star :

siemens star etoile

Siemens Star en l’absence d’aberrations optiques.  Plus on se rapproche du centre, et plus les fréquences correspondent à des motifs « fins », donc à un pouvoir de résolution plus élevé (jusquà 20/20 soit 10/10). En cas d’aberrations, cette représentation montre l’effet des aberrations optiques sur le contraste (atténuation) et la phase (déplacement) des fréquences spatiales, en fonction de valeur et de leur orientation

Pour l’œil atteint de kératocône, on note qu’il existe (en l’absence de toute correction optique) certaines fréquences susceptibles d’être identifiées, selon un axe oblique: cet axe résulte de l’interaction entre l’astigmatisme et l’aberration de type coma:

Keratocone siemens star aberrations totales

Cette carte révèle que les aberrations optiques induisent un brouillage plus important des fréquences spatiales situées sur un axe conforme à celui des aberrations de type coma.

La carte « Siemens Star » est ici recalculée pour les seules aberrations de haut degré. Elle révèle la prédominance d’une réduction globale du contraste, et l’absence d’inversion de phase.

Keratocone siemens star HOA

Le motif Siemens Star pour les seules aberrations de haut degré révèle la réduction marquée du contraste de l’image rétinienne, même s’il est possible de discerner ces fréquences jusqu’à la résolution équivalente à 10/10 (soit l’acuité visuelle qui était mesurée avec une correction en lunettes).

Une réponse à “Aberrométrie et kératocône”

  1. dr derhy dit :

    beau travail très utile et sert de référencement de compréhension de notions pas trop simples

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